Способ определения распределения скорости ультразвука в пространственно неоднородной среде Советский патент 1987 года по МПК G01H5/00 G01N29/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения зависимости скорости ультразвука от координаты в пространственно неоднородных сред

Целью изобретения является повышние точности измерения,

.1 приведена упрогденная схема устройства, реализуют;его проведение измерений предложенным способом; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие процесс возбуждения импульсов упругой волны в исследуемой неоднородной среде,

В схему устройства (фиг,1) входя электроакустический преобразователь 1, акустоэлектрический приемник 2, введенные в исследуемую среду, причем направление распространения импульса упругой волны установлено параллельным координатной оси х .(фиг.2); -и перпендикулярно вектору скорости V движения исследуемой среды, сдвигающее устройство 3, передатчик 4, приемник 5, синхронизатор 6 аналого-цифровой преобразователь 7 и вычислитель 8, состоящий, например, из цифрологического блока 9 и блока 10 памяти.

Способ определения распределения скорости ультразвука заключается в следующем,

В исследуемой среде возбуждают импульсы упругой волны, принимают и измеряют время Т прохождения этими импульсами базового расстояния 1 меду точками излучения и приема, по времени Т и расстоянию 1 определяют скорость ультразвука. Процесс возбуждения импульсов упругой волны поторяют несколько раз, последовательно смещая точку излучения при постоянном базовом расстоянии 1, для каждой точки излучения определяют время Т и используют его при определении зависимости скорости ультразвука от координаты:

sinC

тег

X

)

где

время прохождения ультразвуком базового расстояния 1 при нахождении излучателя в точке х

1

прямое преобразование

Фурье;

обратное преобразование

Фурье,

10

59684

2

Расстояние MeKj.;y точками х; выбирается много меньшим базового расстояния 1 и большим пространственной длительности импульса упругой волны.

Измерение распределения скорости распространения ультразвука может быть осуществлено еледуюищм образом.

Передатчик 4 запускают импульсами поступаюпщми с выхода синхронизатора б. При поступлении на электроакустический преобразователь 1 электричес5

0

5

0

5

0

кого импульса в точке х (фиг,2) возбуждается импульс упругой волны. Этот импульс после прохождения базового расстояния 1 поступает на акустоэлектрический приемник 2 и через приемник 5 на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, соединенный с . синхронизатором, С выхода АЦП 7 сигнал поступает- на вычислитель 8, на выходе которого формируется цифровая величина, пропорциональная времени Tj задержки импульса в исследуемой среде, которая запоминается блоком 10 памяти. Пространственная длительность импульса упругой волны устанавливается много меньшей характерного размера неоднородностей исследуемой среды. После приема первого импульса упругой волны и перед возбуждением следующего положение места возбуждения и приёма импульсов перемещают с помощью сдвигающего устройства 3 вдоль координатной прямой х на интервал & , которь1й устанавливают большим пространственной длительности импульса упругой волны и много меньшим базового расстояния 1, После этого процесс возбуждения импульса упругой волны и изме15ение i-roi

времени задержки Т; цесс прекращают при

повторяют измерении

, Про- значения .Tj., времени задержки к-го импуль

са упругой волны, где к выбирают из

Ли л«/

условия к - -т--5 где (х - х,)

заданньи интервал измерения,

Из полученной последовательности Т(х ) время задержки i-ro импульса рассчитывают распределение скоростл ультразвука вдоль прямой х по указанной формуле,

По результатам измерения способом зависимости скорости звука с(х) от координаты может быть определен, в частности, профиль температуры в водном потоке с пространственно неоднородным полем скорости.

Формула

зобретения

Способ определения распределения скорости ультразвука в пространственно неоднородной среде, заключающийся в том, что в исследуемой среде возбуждают импульсы упругой волны, принимают их, измеряют время прохождения этими импульсами базового расстояния 1, по этому времени определяют скорость ультразвука для нескольких точек излучения при постоянном базовом расстоянии 1 и используют найденные значения скоростей для определения распространения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения, интервал между точками излучения выбирают много меньшим базового расстояния 1 и большим .пространственной длительности импульса упругой волны, а распределение скорости С; рассчитывают по формуле

SinC

7E,r

х;

J

где Tj(х;)

FH

время прохождения ультразвуком базового расстояния 1 при нахождении излучателя в точке х|;

прямое преобразование Фурье;

обратное преобразование Фурье.

Редактор Л.Повхан

Составитель Д.Широчин

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Заказ 6148/45Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения зависимости скорости ультразвука от координаты. Целью изобретения является повышение точносту. Способ заключается в том, что в исследуемой среде возбуждают импульсы упругой волны, принимают их, измеряют время прохождения зтими импульсами базового расстояния, повторяют эту операцию для нескольких точек излучения, причем интервал между точками излучения устанавливают много меньшим базового расстояния и большим пространственной длительности импульса упругой волны и используют полученную последовательность времен распространения импульсов для определения распределения скорости ультразвука по предложенной формуле. 2 ил. СО со ел со о 00